牛津版《技术史》是牛津大学出版社历时30年才出齐的目前世界上最具权威性、篇幅最大、资料最全的世界技术与社会发展通史，涵盖自远古至20世纪中叶人类技术的历程。全书800余万字，有3000余幅珍贵图片和插图。由相关领域200余位国际知名学者撰写。

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18.5  　造船

　　早期造船厂不过比在一小块硬地上建立的一个仓库稍大一些，它临河而建，或建在高潮位时的水深足以浮起待造船只的隐蔽水域附近。船只一般尽可能在靠近木材供应地并远离公海的地方建造，以便避开大风和敌舰。1512年，在伍利奇建造“大哈里号”（Henry Gr�{ce �� Dieu，图版21A）的准备工作可能是欧洲任何一处建造大型皇家船只的典型。房屋、土地和码头都是租借的，造船匠和船员都是从国内的不同地方招募到伍利奇的，面包师、酿酒师及大量备用物资也同样来自全国各地。多数取自埃塞克斯和肯特郡的1987吨木材是教堂和各郡县的显要们送给国王的，用以建造大船以及它的大划艇、单座艇、小工作艇和3艘中型舢板。造船匠、木匠及锯木匠被派到森林工作。铁匠为了制造钉子、墙头钉、锁链及螺栓而建造了锻造车间。缆索、锚索、绳索、绳梯、双股细缆及填充材料也必须准备好。工作人员被安排好住房和床位，由一名叫布雷冈（Robert Bregandyne）的人主持所有工作，他有一间住房兼办公室。卫兵被安排看管储备物资，当时的储备物资包括沥青、焦柏油和松香松脂等。

　　随着木材到货，桅杆、滑车和索箍纷纷被制备，同时还准备了一些装饰用木珠，让固结在贴近桅杆的帆桁上的缆绳穿过。“斑驳陆离的色彩装饰在‘大哈里号’上的桅楼、船帆和各种雕刻像上”，结果耗费了许多钱财。有的材料用大车运来，有的材料则用驳船运到码头。单桅小船、小型货运帆船一种小型商用船。和其他沿海商船都大老远地从达特茅斯、南安普敦以及拉伊运载着大炮，锚和圆材抵达这里。船长斯珀德（Thomas Spert）监督着船员制船帆、上帆装以及建造3艘中型舢板。这些舢板是用建造大帆船时剩下来的余料制作的，要不然就会浪费掉。

　　人们相信，“国王之船的秘书”布雷冈确实设计了“大哈里号”帆船，可惜的是，他的设计方案已散失。造船匠只把设计和建造船只的诀窍传授给儿子，通常不传给外人。第一本关于造船的综合教材在17世纪末开始出版。在设计木船时，必须考虑木材——尤其是橡木的性质。厚约6英寸的船壳板得加工弯曲成船首和船尾的形状。笔直的木材得收集起来，而梁后直立肘材、竖梁肘材和梁后水平肘材所需的木材也从树木的不同部位选择。这样一来，根据木材纹理被加工成所要求的形状(图301)。一旦新船龙骨的伸展长度确定下来，那么艏柱和艉柱的倾斜度（就是艏、艉柱必须倾斜的纵向角度）也就确定了，而船体形状主要取决于所画的船身中截面。为了制作这张图，很多合适的曲线或圆弧从不同的圆心画出，不同的曲线也与连接它们的线条平整地接合（图302，图303）。

图301一艘西班牙大帆船船身中部的剖面图，约1586年。它引自贝克的手稿，表现出吃水线以上的船身宽度在逐渐变窄，即“船舷内收”。图中显示出肋材、甲板梁、水平肘材和撑杆。 

　　16世纪以及后来的造船匠技艺基本上没有彻底偏离世代相传的诀窍以及一些经过考验的、成功可靠的船只的中部设计。这些船由技艺高超的造船匠以及他的工场或他的家族所造。造船匠一般很少做计算，而佩皮斯（Samuel Pepys，1633—1703）告诉我们，他的朋友安东尼·迪恩爵士是第一位船舶设计师，他能通过计算知道造一艘船所需材料的重量和船的容积，预言其航行时吃水深度。所以，为了避免灾难，一艘船的建造酷似另外一艘，因而船体设计的改进也非常缓慢。所幸的是，鉴于木材的性状，船体在水下部分势必要设计成流线型。一旦船身中部截面确定下来，船体的光顺的曲线也就可勾勒出来，用木制曲线尺在与龙骨平行的各个高度勾画线型，并在艏柱槽口选定的船中截面和艉柱槽口3个位置之间进行线型调整，从而使船形更和谐流畅。

　　如果设计者对所划线型满意，那么距船中截面相应距离的其他截面图也能绘制出来。这时便能拟就船的型值表，从而能在放样间地面上全尺寸地画出各个截面，所以船材就可根据图中线型截取（图303）。应该注意，木船的设计线型止于船壳板之内，因为船体的形状取决于肋材的正确加工和成型，它们穿过龙骨而固定起来，形成了船体的基本框架，船壳板则钉在肋骨这个框架上。

　　从船体型线图和横剖型线图来看（图304，图305），一个模型可能是一个按比例精心制作的构架，英格兰的比例一般是1/4英寸比 1英尺。船模不仅向未来船主展示了他们未来船只的样式，而且还标示出双方达成意向的装饰、炮眼分布、起锚绞盘位置、锚架和其他设备（图299，图版29A和B）。从1700年以前，保存下的船模比草图多；这些模型未经改动，它们是原图的翻版或本身就是船只赖以建造的一种型值表。反过来，型值表根据只有造船匠才能理解的草图而逐个确定，他们希望能严守自己所造船只实际尺寸的秘密。

图302　都铎王朝的造船匠在制图室中设计一艘新船。右边的人正用一副很大的圆规进行测量，准备绘制船体外形的长曲线。引自贝克的手稿，约1586年。

图303　置于放样间地板上的船体剖面。放样间场地空阔，地面十分光滑、平坦，灯光明亮，有足够大的空间容纳船肋材的各曲线，它们是用一种叫sweep的大圆规画的。图上显示了一艘1000吨的船从船头到船尾的每条肋材，它们是按1/4英寸比1英尺的比例绘制的。这些曲线将在放样间的地板上被转换成实际尺寸。

图304一艘“ye的最大尺寸”的五级舰船。引自1684年的凯尔特里奇（William Keltridge）的设计图集。把海军战舰进行分“级”，是佩皮斯（1633—1703）率先采用的。

图305“鲨鱼号”（Shark）辅助炮艇的草图手稿。1732年建于朴茨茅斯。它显然是一艘双桅帆船，也就是说，是类似于没有尾桅的船。后来的双桅小帆船常会增添尾桅。这个时期，一艘船的设计图通常是画在单张纸上的。这里可以看到船内侧和外侧部件的轮廓图、横剖面型线图、半宽图和居住舱室布置图。船后部有：（a）大舱房；（b）卧舱；（c）海员办公室；（k）舱房下的面包房；（l）木匠的贮存室；（m）管理员的房间；（n,o,p,q）外科医生、助理官员、炮手和船长的舱房；（r）贮帆间；（s）平台下的贮鱼室；（t）弹药库；（v）抽水机舱房。船前部有：（1）水手长工作间；（2）木匠工作间；（3）军需官舱房；（4）走廊；（5）壁炉；（6）石头的壁炉地面；（7,8,9）在艏楼和壁炉下的水手长、木匠和炮手的贮存室。

　　从很早起船模便在岸上用新料制作了。为同一目的制作的模型船在1600年以后常被人提起，而且很多保存了下来，特别是1650年以后的英国战舰模型。考虑到那时造船匠一般缺乏科学知识，所以也许他们非常有必要先看模型再造新船。1668年，伊夫林（John Evelyn，1620—1706）目击了“查理号”（Charles）在德特福德的下水过程，“这艘船是老希什（Shish）——一位坦诚可靠的木匠——建造的，他是这个船坞的主要建造者，但是他很少用语言解释他的作品，他几乎不会阅读，然而在他所从事的职业上却表现出非凡的才能。他的家族成员已先后在这工场当了300多年的造船木匠。”法国海军上将德图维尔（de Tourville，1642—1701）对17世纪英格兰造船匠先做帆船模型再造船的习惯颇为赞许。而其他国家的造船师也用制作模型来表现船体结构，而且有时候还制作已造好的著名帆船的模型。幸运的是，很多模型已经保存下来，并能在博物馆中见到。

　　在16和17世纪，多数帆船看来是在船坞建造的。这些船坞部分是通过挖掘，部分是使用木桩和砌石工程围埝建成的。在潮位很低时，坞门可以关闭，必要时船坞内还可排干水。新建船舶或修好的船可乘涨潮水位高时驶出船坞。建造新船时，龙骨被安放在干船坞的龙骨墩上，艏柱和艉柱被嵌接于龙骨两端，这是一项最繁重的工作。然后将船底肋骨横向安置在龙骨上；内龙骨则沿着龙骨置于底肋骨上；内龙骨、船底肋骨及龙骨相互用螺栓连接在一起。船底肋骨除了两端外都是笔直的，在两端，木材开始弯曲，也就是向上翘起。复肋材与船底肋骨紧接在一起；这些都是弯曲的或弧形肋材，构成了帆船的曲边。这些肋材被安排得非常紧凑，而且在船的中间部分和靠近桅的地方是双层的，在这里会受到巨大的应变作用。沉重的厚压板水平排列在肋材内侧，支撑住甲板梁的两端。桅孔加固板是很结实的木材，垂直穿插在甲板梁之间，用螺栓紧固，用来支撑桅杆，而桅的根部则竖立在内龙骨之上。这个框架进一步与大量梁后直立肘材、竖梁肘材以及梁后水平肘材夹固在一起，所有船材都用橡木。造船匠总是寻找自然弯曲的木料，进行最仔细的加工，以免造成木材浪费。船首和船尾精心的结构设计是为了抵御舵和锚索的张力以及海浪的冲击力。

　　在建造过程中，船体被加固，周围搭起脚手架以方便造船匠施工。外壳板使用以橡树芯做成的木钉或木栓固定在船肋材上。为了防止漏水，还铺了一层填絮。根据计算外壳板、肋材、内壳板或舱内衬板厚度，可知舷侧几乎有2英尺厚。外壳板外层的接缝处很仔细地用填絮封严实。这种厚实的结构使得肋材之间的空气不流通，况且船是露天建造的，雨水会渗入船体，所以木头容易腐烂。所幸的是，多数船只造得很结实，有很大的储备强度。建造一艘大型帆船的木材大部分是橡木，其耗用量之巨大难以想像。一艘大型战舰大约需要2000棵橡树，每棵需一百年才能成材；生长快的树木不适合造船，因为这类木材太容易开裂。2000棵橡树至少需要50英亩的林地，树砍光后，林地裸露。

　　所使用的肋材重量可以解释新船下水时造船匠所遇到的困难。如果潮水没有高到足以让沉重的船体浮起而出坞，就很难用楔块、螺旋起重器和绞车移动它。鉴于此原因，尽管一般都是在船坞里建造大型船舶，但其他船只都是在高出水平面的硬地上建造。当船体造好后，就在它周围做一个托架；下水滑道朝向水面；托架被支在加润滑油的滑道上；龙骨墩被移开后，轮船就可以在高水位时从高于水平面的滑道上下水。

　　新船得靠在船旁的趸船的人字起重架将桅杆竖起，之后可以制备帆装。易浮的木船体在开始安全航行前必须先加压载。

　　吨位。过去的船的吨位是用从事波尔多葡萄酒贸易的船只承载能力来表示的一种随意的数字度量。其单位是能装两桶葡萄酒共252加仑的大酒桶，1626年被估计体积为60立方英尺，这个估计考虑到了因桶的形状而浪费了的空间。1626年，一艘长63英尺，宽26英尺的船按老的量度方法被计算出吨位为207吨，测出的是它平均货运装载量或净吨位,而用“新的”测量方法可计算出它静止时的最大载重量或毛吨位是276吨。由于那个时期的科学手段难以精确测量载重量，吨位计算导致了不同的经验性标准和公式的发明（精确测量只有在现代才可能实现）。

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